1、一、定义一、定义二、二、核素成像的核素成像的基本原理基本原理三、三、核素成像的基本过程核素成像的基本过程四、核医学成像的特点四、核医学成像的特点什么是示踪？什么是示踪？所谓示踪就是指示行踪。所谓示踪就是指示行踪。什么是放射性核素示踪技术？什么是放射性核素示踪技术？是以放射性核素或其标记化合物作为是以放射性核素或其标记化合物作为示示踪剂踪剂，应用射线探测仪器和方法来检测，应用射线探测仪器和方法来检测它的它的行踪行踪，来研究示踪剂在生物体或外，来研究示踪剂在生物体或外界环境中界环境中分布分布状态或变化状态或变化规律规律的核技术。的核技术。一、定义一、定义l一般非放射性物质进入机体后无法区别一般非放
2、射性物质进入机体后无法区别哪些是外来的？哪些是原有的物质？哪些是外来的？哪些是原有的物质？l有些物质进入机体后发生代谢转化、分有些物质进入机体后发生代谢转化、分解，无法再找到它的踪迹。解，无法再找到它的踪迹。示踪剂示踪剂l其原理主要基于两个基本事实：其原理主要基于两个基本事实：其一其一是同一元素的同位素有相同的是同一元素的同位素有相同的化学性质，同样参与转化过程，可化学性质，同样参与转化过程，可用放射性核素代替其同位素中的稳用放射性核素代替其同位素中的稳定性核素。定性核素。示踪的基本原理示踪的基本原理1二、基本原理二、基本原理 其二其二是放射性核素衰变时发射射线，是放射性核素衰变时发射射线，可
3、被放射性测量仪器所测定和记录。可被放射性测量仪器所测定和记录。l动态观察各种物质在生物体内的量变动态观察各种物质在生物体内的量变规律。规律。示踪的基本原理示踪的基本原理2三、核素成像的基本过程三、核素成像的基本过程1 1、放射性核素成像的基本条件、放射性核素成像的基本条件2 2、放射性核素成像的基本过程、放射性核素成像的基本过程1 1、放射性核素成象的基本条件、放射性核素成象的基本条件（1 1）具有合适的放射性核素或其标）具有合适的放射性核素或其标记化合物记化合物（2 2）核医学显像仪器探测成像，即）核医学显像仪器探测成像，即脏器和病变的影像。脏器和病变的影像。2 2、放射性核素成像的基本过程
4、、放射性核素成像的基本过程（1 1）放射性核素或标记化合物的制备）放射性核素或标记化合物的制备（2 2）将放射性显像剂引入体内将放射性显像剂引入体内（3 3）体外测定）体外测定射线射线（4 4）数据处理数据处理（5 5）图像显示与储存）图像显示与储存四、核医学成像的特点四、核医学成像的特点1 1、功能性图像、功能性图像（1 1）显示组织或器官的形态或动）显示组织或器官的形态或动态图像。态图像。（2 2）反映生理生化过程的图像。）反映生理生化过程的图像。（3 3）反映组织或器官功能状态的）反映组织或器官功能状态的图像。图像。2 2、检查比较方便。、检查比较方便。3 3、空间分辨率差。、空间分辨率
5、差。一、放射线探测的原理和显像发展的历史一、放射线探测的原理和显像发展的历史 二、核医学仪器的类型二、核医学仪器的类型三、显像仪器三、显像仪器一、一、放射线探测的原理和显像发展的历史放射线探测的原理和显像发展的历史l 核医学仪器核医学仪器是把探测到的射线的能量转是把探测到的射线的能量转换成可记录和定量的电能、光能等，测定换成可记录和定量的电能、光能等，测定放射性核素的活度、能量、分布的装置。放射性核素的活度、能量、分布的装置。各种各种探测探测仪器仪器的的原理都是基于射线原理都是基于射线与与物质物质的的相互作用相互作用。l核医学使用的仪器按探测原理可分核医学使用的仪器按探测原理可分为为电离探测器
6、电离探测器和和闪烁探测器闪烁探测器两大类。两大类。电离探测器电离探测器收集射线使物质电离的次收集射线使物质电离的次数和电量信号，反映射线的活度和能数和电量信号，反映射线的活度和能量。这类仪器包括量。这类仪器包括防护用剂量仪、辐防护用剂量仪、辐射剂量测定仪、活度仪等。射剂量测定仪、活度仪等。闪烁探测器闪烁探测器是利用晶体使射线能量是利用晶体使射线能量转换成荧光光子，记录荧光光子的转换成荧光光子，记录荧光光子的产生数量，便可反映射线的活度和产生数量，便可反映射线的活度和能量，这类仪器能量，这类仪器主要用于核医学显主要用于核医学显像、功能测定和体外分析。像、功能测定和体外分析。核医学显像始于核医学显
7、像始于2020世纪世纪5050年代。年代。1950 1950年建立了晶体井型计数仪，用于体外年建立了晶体井型计数仪，用于体外 的放射性测量。的放射性测量。1951 1951年年cassencassen用晶体加准直器研制成功闪用晶体加准直器研制成功闪 烁扫描仪，获得了人体第一张甲状腺扫描烁扫描仪，获得了人体第一张甲状腺扫描 图。图。1957 1957年年Hal AngerHal Anger研制了研制了照相机。照相机。1964 1964年世界上便有了商品年世界上便有了商品照相机供应，照相机供应，开创了核医学显像的新纪元。开创了核医学显像的新纪元。1979 1979年年KuhlKuhl等人在长期研究
8、基础上制成了等人在长期研究基础上制成了 世界上第一台发射型计算机断层世界上第一台发射型计算机断层(ECT)ECT)。二二 、核医学仪器的类型、核医学仪器的类型 按照核医学仪器的用途，分为以下几类：按照核医学仪器的用途，分为以下几类：（一）测量用核医学仪器：（一）测量用核医学仪器：主要在医学研究和临床检验中，用于对主要在医学研究和临床检验中，用于对被检测样品如血、尿、粪便、组织中的放射被检测样品如血、尿、粪便、组织中的放射性测量。常用的仪器有性测量。常用的仪器有闪烁计数器闪烁计数器、液体液体闪烁计数器闪烁计数器。（图）（图）闪烁计数器闪烁计数器（二）（二）诊断用核医学仪器：诊断用核医学仪器：主要
9、在临床核医学工作中，用来进行脏主要在临床核医学工作中，用来进行脏器功能测定和脏器显像。器功能测定和脏器显像。1 1、显像仪器、显像仪器 照相机照相机 显像仪器显像仪器 单光子发射型单光子发射型(SPECT)发射型计算机断层发射型计算机断层 正电子发射型正电子发射型(PET)(ECT)2 2、脏器功能测定仪、脏器功能测定仪 单探头单探头：甲状腺功能仪、心功能仪等 （图图2525、2626）双探头双探头：肾功能仪等 多探头多探头：多探头脏器功能仪。（图图2727、2828）图25图26图27图28（三）治疗用核医学仪器（三）治疗用核医学仪器 射线射线敷贴器敷贴器 3232P P和和9090Y Y等
10、等 前列腺前列腺治疗仪治疗仪等。等。（三）防护用核医学仪器（三）防护用核医学仪器 个人剂量个人剂量监测仪监测仪:袖珍剂量袖珍剂量仪、仪、胶片胶片剂量剂量计、热释光计、热释光剂量剂量仪。仪。表面表面污染监测仪污染监测仪:探测探测a a、射线射线污染污染,以每以每计数计数/s s读出。读出。场所剂量场所剂量监测仪监测仪:直接直接获得辐射场强获得辐射场强度度,radrad/h,/h,GyGy/h./h.辐射剂量监测仪辐射剂量监测仪表面污染监测仪表面污染监测仪 核医学显像仪器起源于扫描机年代。核医学显像仪器起源于扫描机年代。图图21 扫描机扫描机显像仪器的基本结构：显像仪器的基本结构：1 1、被测对象
11、、被测对象2 2、探测器（探头）、探测器（探头）3 3、信息传输及数据处理系统、信息传输及数据处理系统4 4、显示系统、显示系统（一）概述（一）概述 照相机照相机是对体是对体内脏器中的放射性内脏器中的放射性核素分布进行一次核素分布进行一次成像、并可进行动成像、并可进行动态观察的核医学仪态观察的核医学仪器。器。图图22 照相机照相机一、一、照相机照相机照相机照相机的主要特点的主要特点1 1、照相机的主要优点照相机的主要优点2 2、照相机的主要缺点：照相机的主要缺点：（1 1）图像受脏器的厚度影响较大。）图像受脏器的厚度影响较大。（2 2）照相机的空间分辨率较低，照相机的空间分辨率较低，在形态学诊
12、断上不及在形态学诊断上不及X-CTX-CT和和MRIMRI。照相机主要由四部分组成：照相机主要由四部分组成：1 1、闪烁探头：闪烁探头：准直器、晶体、光电倍增管准直器、晶体、光电倍增管2 2、电子线路：电子线路：主要由位置信号通道和能量主要由位置信号通道和能量信号通道两部分组成。信号通道两部分组成。3 3、显示记录装置：显示记录装置：示波器、照相机和实体示波器、照相机和实体 放大器等。放大器等。4 4、附加设备附加设备照相机探头结构照相机探头结构准准 直直 器器闪烁晶体闪烁晶体光电倍增管光电倍增管数模转换器数模转换器 数字信号处理器数字信号处理器（二）（二）照相机的基本原理照相机的基本原理主要
13、有探头、电子线路和显示系统三部分组成。主要有探头、电子线路和显示系统三部分组成。二、发射型计算机体层显像二、发射型计算机体层显像(ECT)ECT)X-CT X-CT与与ECTECT的主要区别：的主要区别：1 1、X-CTX-CT是利用常规是利用常规X X线从外部穿透机体线从外部穿透机体后，根据组织密度的差异成像，后，根据组织密度的差异成像，ECTECT显显像是反映放射性药物在体内的分布图。像是反映放射性药物在体内的分布图。2 2、X-CTX-CT是反映解剖结构，是反映解剖结构，ECTECT是既反映是既反映解剖结构又反映器官的生理和功能。解剖结构又反映器官的生理和功能。X-ray探头1探头2CT
14、SPECTPET ECT ECT的主要特点的主要特点（1 1）可做体层显像，定位准确；）可做体层显像，定位准确；（2 2）可用来分析脏器组织的生理、代）可用来分析脏器组织的生理、代 谢变化，做脏器的功能检查。谢变化，做脏器的功能检查。单光子发射型计算机断层单光子发射型计算机断层(SPECT)SPECT)(图图23)23)正电子发射型计算机断层正电子发射型计算机断层(PET)PET)(图图24)24)还有还有SPECT-SPECT-PETPET，是用是用SPECTSPECT实现实现PETPET的功能的功能 目前普遍应用的是目前普遍应用的是SPECTSPECT。ECTECT图23图24 SPECT
15、 SPECT可以克服平面显像对器官、可以克服平面显像对器官、组织重叠造成的小病灶的掩盖，提高组织重叠造成的小病灶的掩盖，提高对深部病灶的分辨率和定位准确性。对深部病灶的分辨率和定位准确性。SPECTSPECT的基本组成：的基本组成：由探测器、机架与检查由探测器、机架与检查床、操作台和计算机等部分组成。床、操作台和计算机等部分组成。它利用引入人体它利用引入人体内的单光子放射性内的单光子放射性核素发出的核素发出的射线，射线，在体外测定其分布在体外测定其分布浓度并转化为电信浓度并转化为电信号，在计算机辅助号，在计算机辅助下经过重建影像，下经过重建影像，而得到体层图像。而得到体层图像。SPECTSPE
16、CT成像原理成像原理(二二)正电子发射型计算机体层成像正电子发射型计算机体层成像 PET PET是现代核医学脏器显像技术处是现代核医学脏器显像技术处于前沿的一种仪器，是目前最先进的于前沿的一种仪器，是目前最先进的核医学仪器。核医学仪器。1 1、正电子放射性核素、正电子放射性核素为短半衰期或超短半衰期的核素，为短半衰期或超短半衰期的核素，主要由加速器生产主要由加速器生产 ，如，如1111C C、1313N N、1515O O、1818F F、6767CaCa、201201TlTl等。等。湮没辐射示意图湮没辐射示意图 正电子放射性核正电子放射性核素发射出的正电子，素发射出的正电子，在组织中很快与负
17、在组织中很快与负电子互相碰撞而发电子互相碰撞而发生生湮没辐射湮没辐射，同时，同时产生两个方向相反、产生两个方向相反、能量相同能量相同(511kev)的的光子。光子。511keV511keV+e-2、PETPET探测原理探测原理可达32环探测器，上万个探测器GANTRY RING3、PETPET成像过程成像过程（1 1）标记核素制备）标记核素制备（2 2）标记物引入体内积聚）标记物引入体内积聚（3 3）光子对探测光子对探测（4 4）数据处理）数据处理（5 5）图像显示与储存）图像显示与储存4、SPECTSPECT和和 PETPET的比较的比较 SPECTSPECT不必配备回旋加速器，价格不必配备
18、回旋加速器，价格相对便宜，因此在临床中广泛使用。相对便宜，因此在临床中广泛使用。SPECT SPECT能进行放射性核素体内分布能进行放射性核素体内分布相对比较显像，但进行体内定量显相对比较显像，但进行体内定量显像就比较困难，也不太准确。像就比较困难，也不太准确。SPECTSPECT与与PETPET的共同点：的共同点：都能得到断层显像，显像原理都都能得到断层显像，显像原理都是利用晶体转换是利用晶体转换光子射线能量成荧光子射线能量成荧光光子并被光电倍增管探测和放大，光光子并被光电倍增管探测和放大，得到与放射性核素在体内分布、活性得到与放射性核素在体内分布、活性强弱一致的图像。强弱一致的图像。PET
19、PET的应用特点的应用特点1 1、示踪剂具有生物学活性。、示踪剂具有生物学活性。2 2、放射性损伤小。、放射性损伤小。3 3、灵敏度与分辨率比、灵敏度与分辨率比SPECTSPECT要高。要高。4 4、系统复杂费用高。、系统复杂费用高。SPECT全身断层采集演示全身断层采集演示SPECT断层采集演示断层采集演示l1 1、放射性核素成像的基本原理是什、放射性核素成像的基本原理是什么？么？l2 2、核医学成像有哪些特点？它与、核医学成像有哪些特点？它与X-X-CTCT成像有什么区别？成像有什么区别？l3 3、简述简述照相机、照相机、SPECTSPECT、PETPET的成的成像原理。像原理。l4 4、常用的、常用的正电子放射性核素有哪些？正电子放射性核素有哪些？
